[12-11 16:59:52] 来源:http://www.tmgc8.com 桥梁工程 阅读:3143次
四川龙光泸贵高速公路有限公司 陈思岑
常规桥梁施工过程中,目前桩基检测大多采用超声波无损检测方法,需要在钢筋笼安装的同时安装检测管,预留下超声波发射器、接收器上下行走空洞,一般设计上采用对焊接、套管焊接3mm厚φ57钢管,每米重4Kg,约24元(2009年3月市场价),在施工过程中成本很高,同时由于管材很笨重,工人操作不便,加上焊接工艺完全取决于工人的技术水平。近期各厂家生产出专门用于桩基检测的检测管,比较薄,每米重1.1Kg左右,价格约10-13元还设置了专门的接头、封底等配件。但是由于其管壁薄,刚性差,不便与钢筋笼固定,在混凝土灌注过程中接头也经常破损。所以安装检测管经常导致漏浆、堵管,检测时候只能钻芯从而给检测带来极大不便。
后张法预应力梁施工时候,为了预留预应力筋的孔道而常规方法采用埋设波纹管。波纹管可以根据需求量大小决定现场定做或者购买成品,因其由薄钢带通过特型机械轧制而成,波纹管的加工、安装工序都比较繁琐、耗费时间、成本较高,而且容易出现连接不密贴、拐弯线形不达标、接头破损、漏浆堵管等后果,以至于在穿钢绞线时候需要在堵塞处凿开梁体,修补后就影响梁体外观、受力,堵塞严重情况将导致梁体报废。
笔者在长期桥梁施工过程中,深受以上问题困扰,也和同事一起不断探索不同解决办法。笔者反复比较认为橡胶抽拔棒在桥梁施工过程中的运用能够很好的解决问题,经过两个高速公路施工项目的实践,终于有一定收获,在此与各位同行分享与探讨。
曾经有技术人员在小型预应力梁施工过程中试用了橡胶管,取得了一定成功,在《公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)》的12.4管道及12.10后张法等章节都有相关要求,但是因为以前橡胶管的材料处理不稳定,未能在很多工地上大量推广使用。随着科技发展,橡胶的生产加工水平提高,其受力强度、弹性、使用次数等都得以大大提高。
笔者在沪蓉西高速公路西西段C14标周家湾1#大桥桩基运用了橡胶抽拔棒取代桩基检测管,取得很好效果。施工概述:湖北沪蓉西高速公路西西段C14标周家湾1#大桥,位于湖北省利川市汪营镇周家湾村,地质情况为地面以下0-3.5m为红褐色粘土,3.5-11m为强风化泥灰岩,11m以下为弱风化灰岩,局部可见小型溶洞。桩基类型为嵌岩桩,直径为φ1.5m,长度在16-25之间。施工图设计桩基检测管为3根3mm厚φ57钢管,该桥施工适逢钢材价格顶峰期,钢管7600元/吨,折合约30.4元/m加之湖北利川市汪营镇周家湾村的进场道路十分不便,材料运输极为不便,在笔者指导下,桥梁专业工程师陈虹先、现场技术员王金鹏、作业队长朱熹平带领项目部桥梁四队在湖北交科工程监理有限公司监理下,湖北沪蓉西高速公路指挥部第九工作站的监督下,分别在各种混凝土温度、桩基长度、人工与机械抽拔措施等情况下比对与探索,采用陕西省奉天橡胶工业公司生产的"奉天"φ70抽拔棒,摸索出利用橡胶抽拔棒替代桩基检测管的成功方法。
原理分析:抽拔棒的工作原理就是由于橡胶具有不可压缩性、不吸(渗)水及不粘结混凝土等特性,使得在混凝土浇筑过程,混凝土能够在抽拔棒周围能够经过强力振捣后凝固密实同时保留出抽拔棒所在的圆孔空间;橡胶同时具有一定程度的弹塑性,混凝土凝固后,抽拔棒在轴向受力时候径向截面尺寸将略微变小,并使得橡胶与混凝土的界面剥离开,比较容易的从已经形成的混凝土孔洞中拔出。从其受力过程分析可以得出定论:用于抽拔棒上的力是使抽拔棒发生径向变小的力加上其与混凝土弯曲孔道之间摩擦力(如果有),而不是抽拔棒与混凝土的粘结力和全管道的摩擦力,因此抽拔所需力量是较小,施工较为方便,给现场作业创造条件。
使用过程:
抽拔棒取代桩基检测管:钢筋笼的安装制作与普通钢筋笼相同,钢筋笼制作完成后按照设计(或者检测需要)位置安装抽拔棒,抽拔棒的固定采用φ6钢筋加工成的定位器点焊固定在钢筋加强箍筋上,固定程度以压入抽拔棒体1-2mm为准,太松则在钢筋笼下放或者混凝土浇筑过程中抽拔棒容易扭曲导致检测孔洞不顺直,太紧则不易抽拔出来。抽拔棒的长度要比最长桩基长3m(还要考虑今后用于梁板预制使用的长度),便于操作。由于抽拔棒是中空的,下端在钢筋笼就位前必须堵塞(后经研究要求陕西省奉天橡胶工业公司在生产线上将下端10cm处已改良为平头实心的),堵塞采用吸水性较弱、膨胀率低的材料,以免抽拔时候形成"倒楔"现象。钢筋笼与抽拔棒就位后按照常规方法浇筑、振捣混凝土,保证连续浇筑,以免影响桩基的质量,桩基浇筑时候需要测量并记录混凝土的温度,以备抽拔参考。混凝土浇筑完成后拆换桩基灌注设备,搭设抽拔所需立架及卷扬机或倒链等设备达到了混凝土终凝后就可以抽拔棒,抽拔橡胶棒时用胶皮或毛巾包扎吊点,用三角皮带采用叠加扣的方式拴住作牵引力吊点,用手动葫芦或卷扬机牵引往外拉出即可,手动葫芦或卷扬机附着的立架采用架管搭设并适当调整和加固而成,葫芦吊点或卷扬机转换器距抽拔棒顶端7~8米为宜,抽拔时速度不宜过快,一般为0.5m/s,抽拔棒拔出后立即向孔内关注养护水,从桩基内部纵深养护混凝土,进一步保证桩基强度的生成。经过现场反复试验比较,手动葫芦要比卷扬机抽拔方便、经济、操作性强。灌满水后必须立即将孔口用可靠的软质物料塞紧,待检测时才取出,防止泥沙流入声测孔内堵塞孔道。www.tmgc8.com
抽拔管取代梁板波纹管:梁板钢筋加工安装完成后,即可按照设计位置安装抽拔棒,安装抽拔棒方法与波纹管方法相同,采用定位筋固定,定位筋在抽拔棒位置确定后焊接,应注意焊接时应采取相应的隔离措施以免烧伤棒体。安装时务必保持棒体顺滑,以免形成死角,造成混凝土凝固后抽拔不出或抽拔困难,进而导致钢绞线张拉处于不利角度和位置。和波纹管安装不同的是抽拔棒是两段在梁中间拼接好并用胶带固定好(便于从两段抽拔时候中间自然断开,抽拔更为方便),再一次全面检查抽拔棒的位置及固定情况就可以按照设计拼装模板,固定好后就开始浇筑混凝土,混凝土浇筑与平常梁板混凝土一样程序,施工时候可加强振捣保证混凝土密实不必担心抽拔棒破裂或者漏浆。在最后一层混凝土终凝后,采用提前固定于预制场地板上小型卷扬机将抽拔棒抽拔出,并及时灌注混凝土养生水,使梁体得到养护。其后的穿束、张拉、压浆、封锚等工序照常进行。
在雅(安)-西(昌)高速公路,笔者与现场施工技术人员和陕西省奉天橡胶工业公司有关人员一道,在建设单位四川雅西高速公路有限公司石棉片区、监理单位四川国际工程监理有限公司等单位监督下,将抽拔棒运用于预应力T梁、预应力箱梁生产,相关人员做了总结,抽拔是时间约为混凝土浇筑后180温度小时,时值材料供应紧张、抢工期大好时机,建设单位、监理单位也在相邻标段进行了推广,取得了理想效果。
抽拔棒用于T梁生产图片
关于扁抽拔棒的使用注意事项:
由于现代桥梁设计形式多样化,很多扁孔出现也使得扁抽拔棒在工程实例得到运用。使用扁抽拔棒定位很重要,定位环距离30cm左右一个,在订制扁抽拔棒时,短径方向(即厚度)最好比设计孔径做大10mm,例如:Φ90×20的可制作成Φ90×30,抽拔棒宽度加大,即便定位有一点偏差,也不会影响将来桥面铺装。
经过特殊处理的橡胶抽拔棒的拔断强度都很高,基本上在12-18Mpa以上,实际抽拔时只用一个Mpa就可轻松拔出,因此在实际使用过程中,稍加注意并提高工人的责任心,控制好抽拔速度(最佳速度在0.5m/s左右),抽拔棒使用寿命可大大延长并重复使用150次以上都没问题。
个别工地使用了很少几次就发现棒体表面有细纹,这就是抽拔棒的磨损现象,造成这种现象的主要原因是:锚垫板口前钢模板圆口,非常不光滑而抽拔棒与端口你垂直,抽拔角度刚好从钢模板和锚板口刺出,造成磨损或者划伤,或者被外物磨伤,这种现象在日常操作中稍加注意都可以避免,钢模板锚垫板上下左右用圆钢焊一圈或者磨光,这样无论那个角度抽拔都不会造成抽拔棒的磨损,至于避免外物磨损,现场工人加强责任心就可以了。另外由于橡胶是不溶于水而溶于有机溶剂,很多施工现场盲目在成本并不上涂刷机油、柴油等隔离剂也是造成抽拔棒开裂的原因之一。抽拔棒在运输过程中,需要用包装袋打包防止在装卸、运输等时候划伤。在工程完工后,抽拔棒需要清洗并包装后在阴凉干燥仓库存放。
关于抽拔棒使用与传统的检测管、波纹管进行如下安全、质量、经济、可操作性等比较:
1、抽拔棒固定在钢筋骨架上,施工过程中简单采用卷扬机抽拔,抽拔棒回弹力几乎为零,对人员设备不形成安全隐患;检测管的安装、拼接及梁体波纹管的制作安装过程都会有一定安全隐患,因此抽拔棒的使用比传统的检测管与波纹管安全。
2、抽拔棒抽出后可以直接向孔内灌水降低水泥水化热并从内部养护混凝土,对混凝土强度养成极为有利;采用检测管及波纹管极易漏浆堵管,使得重新钻孔或者开窗,从而留下质量隐患。
3、抽拔棒目前市场价约160元/m,最少使用次数100次,则每次折合1.6元/m,但目前检测管市场价格为11.5元/m,波纹管市场价格为10.5元/m,经济效益一目了然。
4、抽拔棒工艺简单,不需特别的脱离剂,且人工或小型卷扬机均能操作,但检测管及波纹管的拼接与安装则费时费力且经常容易出现意外导致工程进度受阻。
预防及问题处理:笔者在长期施工过程中从未出现抽拔断裂现象,但任何工艺均需有应急预案。如果在抽拔过程中,发生抽拔棒断裂,则只需用足够长φ16钢筋连接上φ22麻花钻孔,直接按照螺旋原理钻进断留在混凝土里面的抽拔棒约30cm左右,直接提出混凝土即可。www.tmgc8.com
结论:
1、使用条件:凡是在环境温度0-55摄氏度、能够重复使用(孔径相同、能形成流水作业)、预留孔洞在φ70-135mm之间、深度不超过30m的工序上,均可使用。
2、使用参数:抽拔时间、温度的乘积接近200比较省力又经济;由于抽拔棒的生产流水线最大长度为34m,考虑传力损失长度等因素,抽拔棒长度不能超过30m。施工前不需要涂刷任何脱离剂。
3、为其他需要多处、多次预留孔洞及橡胶制品用于工程上提供一种新兴思维方向。
附表:抽拔棒用于桩基施工课题小组记录表
抽拔棒用于桩基施工课题小组记录表